京都工芸繊維大学 産学公連携推進センター

■研究の概要

　無機素材（金属酸化物）の表面修飾は、ハイブリッド材料の創出のみならず、これらの素材に新規の表面機能性を付与する上でも大変有用です。さらに、素材と媒体との界面特性を制御できるため、例えば幅広い媒体（マトリックス）への分散性の向上にも役立ちます。具体的には、TiO2、SiO2、Fe3O4などに代表される各種金属酸化物をシランカップリング化合物や、新規に設計したホスホン酸化合物で修飾したのち、表面開始リビングラジカル重合を用いてグラフトポリマー鎖で修飾します。グラフトポリマーには種々の機能基を側鎖に担持することが可能であるとともに、精密重合の特長を活かして多成分系のブロックコポリマー型のグラフト鎖で表面修飾したり、化学的･物理的外部刺激に応答して表面特性が大きく変化するような材料を設計したりすることが可能となります。

■研究の概要

　有機ポリマーと無機物をハイブリッド化することで、有機ポリマーと無機物の特性を掛け合わせた材料を創り出すことができます。本研究では無機物として、生体活性を有するヒドロキシアパタイト（HAp）に注目し、有機ポリマーの表面を化学修飾したのちに、ヒト体液と同じ無機イオン濃度を有する水溶液（擬似体液，SBF）へ、常圧下、36.5℃で浸漬するという生体内反応に倣った手法を用いて、HApと汎用有機ポリマーとのハイブリッドを作製します。本研究においては、ハイブリッドの特性向上をねらいとして、有機ポリマーの表面グラフト化という表面修飾法を取り入れている点が大きな特色です。

■研究の概要

　シリカモノリスは、相分離（物質が異なる領域に分離する現象。通常、多孔質などの不均質な材料構造を生じる。）を伴うゾル―ゲル法（液相から出発する材料合成法。特に無機材料・セラミックスにおいて、革新的なプロセス。）によって調製される一体型の素材で、微視的には三次元網目構造を取ります。調製条件を厳密に管理することで、μmサイズのマクロ孔とnmサイズのメソ孔を独立に調整可能です。この素材は多孔性に基づく大きな表面積と、高い液体の浸透率による高効率物質移動を可能にしており、現在HPLCのカラム担体として、従来の分析系の10倍の分析速度および分離性能を実現しています。シリカモノリスは有機合成反応や生化学反応の担体および触媒担体としても望ましい性質を兼ね備えていると考えられるので、この方面の応用も検討中です。シリカモノリスの合成から表面修飾による機能化、性能評価まで一貫して行っております。